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公开(公告)号：CN114323396B
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202111595513.8
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种MEMS电容式六轴力传感器芯片及其制备工艺，芯片包括由上向下设置的高阻硅器件层、低阻硅器件层和玻璃器件层，通过硅‑硅键合和硅‑玻键合形成一种三明治结构；高阻硅器件层包括第一中心刚体和载荷传递结构；低阻硅器件层包括第二中心刚体，第二中心刚体四周和电极形成梳齿电容，第二中心刚体一方面与第一中心刚体键合为一体，另一方面作为梳齿电容动极板的公共电极；玻璃器件层包括玻璃基底，以及玻璃基底上的平板电容极板、外部焊盘、内部焊盘、金属引线等金属层结构；制备工艺包括硅器件层的加工工艺、玻璃器件层的加工工艺、硅‑玻键合工艺和划片；本发明实现六轴力或力矩的解耦输出，具有量程大、灵敏度高、串扰误差小、微型化等优点。
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公开(公告)号：CN114323396A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111595513.8
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种MEMS电容式六轴力传感器芯片及其制备工艺，芯片包括由上向下设置的高阻硅器件层、低阻硅器件层和玻璃器件层，通过硅‑硅键合和硅‑玻键合形成一种三明治结构；高阻硅器件层包括第一中心刚体和载荷传递结构；低阻硅器件层包括第二中心刚体，第二中心刚体四周和电极形成梳齿电容，第二中心刚体一方面与第一中心刚体键合为一体，另一方面作为梳齿电容动极板的公共电极；玻璃器件层包括玻璃基底，以及玻璃基底上的平板电容极板、外部焊盘、内部焊盘、金属引线等金属层结构；制备工艺包括硅器件层的加工工艺、玻璃器件层的加工工艺、硅‑玻键合工艺和划片；本发明实现六轴力或力矩的解耦输出，具有量程大、灵敏度高、串扰误差小、微型化等优点。
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公开(公告)号：CN114323395A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111595510.4
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种基于SOI工艺的MEMS六轴力传感器芯片及其制备方法，芯片由SOI器件层和玻璃器件层键合组成；SOI器件层包括顶层硅结构、埋氧层结构和衬底层硅结构；顶层硅结构包括第一中心质量块，第一中心质量块通过蟹腿型梁和顶层边框连接，顶层边框和中心质量块之间设有梳齿电容；埋氧层结构包括释放区和非释放区；衬底层硅结构包括第二中心质量块，第二中心质量块通过T型梁和衬底层边框连接，第二中心质量块中部设有安装腔体，外部的载荷传递立柱安装于安装腔体当中，将力/力矩传递到第二中心质量块；本发明实现六轴力的解耦检测，易于电路集成；以SOI晶圆和玻璃圆片为基础，结合光刻、浅刻蚀等工艺实现芯片的制备，工艺简单，易于批量制造。
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公开(公告)号：CN114279613A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111592764.0
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种基于电容检测原理的MEMS六轴力传感器芯片及其制备方法，芯片由载荷传递层、绝缘层、梳齿电容层和玻璃层由上向下组合而成，层间通过硅‑玻阳极键合和硅‑硅键合连接为一个整体；载荷传递层包括载荷传递层固定区和通过T型梁连接的载荷传递层中心刚体；绝缘层包括绝缘层固定区和其内部的可移动区；梳齿电容层包括梳齿动极板电极、梳齿电容、梳齿电容层中心刚体、梳齿定极板电极、Z型导电支撑梁和隔离沟道；玻璃层包括玻璃腔体、以及制备在玻璃腔体上的平板电容极板、内部电极焊盘、金属引线和外部焊盘；本发明芯片在工作时，能够检测六个方向上的力和力矩，具有量程大、灵敏度高、交叉轴灵敏度小和体积小等特点。
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公开(公告)号：CN114279613B
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202111592764.0
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种基于电容检测原理的MEMS六轴力传感器芯片及其制备方法，芯片由载荷传递层、绝缘层、梳齿电容层和玻璃层由上向下组合而成，层间通过硅‑玻阳极键合和硅‑硅键合连接为一个整体；载荷传递层包括载荷传递层固定区和通过T型梁连接的载荷传递层中心刚体；绝缘层包括绝缘层固定区和其内部的可移动区；梳齿电容层包括梳齿动极板电极、梳齿电容、梳齿电容层中心刚体、梳齿定极板电极、Z型导电支撑梁和隔离沟道；玻璃层包括玻璃腔体、以及制备在玻璃腔体上的平板电容极板、内部电极焊盘、金属引线和外部焊盘；本发明芯片在工作时，能够检测六个方向上的力和力矩，具有量程大、灵敏度高、交叉轴灵敏度小和体积小等特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114323395B
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202111595510.4
申请日：2021-12-23
Abstract: 一种基于SOI工艺的MEMS六轴力传感器芯片及其制备方法，芯片由SOI器件层和玻璃器件层键合组成；SOI器件层包括顶层硅结构、埋氧层结构和衬底层硅结构；顶层硅结构包括第一中心质量块，第一中心质量块通过蟹腿型梁和顶层边框连接，顶层边框和中心质量块之间设有梳齿电容；埋氧层结构包括释放区和非释放区；衬底层硅结构包括第二中心质量块，第二中心质量块通过T型梁和衬底层边框连接，第二中心质量块中部设有安装腔体，外部的载荷传递立柱安装于安装腔体当中，将力/力矩传递到第二中心质量块；本发明实现六轴力的解耦检测，易于电路集成；以SOI晶圆和玻璃圆片为基础，结合光刻、浅刻蚀等工艺实现芯片的制备，工艺简单，易于批量制造。
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公开(公告)号：CN111504219A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010368586.2
申请日：2020-05-01
Applicant: 西安交通大学 , 西安交通大学苏州研究院
Abstract: 一种少模光纤光栅三参量复合传感器及其工作方法，包括第一基座及第二基座，第一基座及第二基座相对的一端分别设置有第一支撑梁及第二支撑梁，中间设置有弹簧梁；第二基座正中设置有L-悬臂梁，L-悬臂梁、第一支撑梁、第二支撑梁、第一基座及第二基座顶部正中开设有凹槽，光纤粘贴于凹槽正中位置，光纤悬空处分别刻有少模光纤光栅和光纤光栅；少模光纤与单模光纤形成F-P腔，通过对F-P腔和少模光纤光栅信号的联合解调，得到温度和应变信号；在测量振动时，L-悬臂梁产生受迫振动，压缩或拉伸光纤光栅，通过对光纤光栅输出信号进行快速傅里叶变换，即可排除温度信号的干扰，得到振动信号。本发明具有结构简单、灵敏度及测量精度高及实用高效的优点。
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公开(公告)号：CN108950703A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201811088786.1
申请日：2018-09-18
Applicant: 西安交通大学 , 西安交通大学苏州研究院
IPC: D01D5/00 , B29C64/106 , B29C64/20 , B33Y10/00 , B33Y30/00
CPC classification number: D01D5/0061 , B29C64/106 , B29C64/20 , B33Y10/00 , B33Y30/00 , D01D5/0092
Abstract: 本发明公开一种基于近场静电纺丝一步化工艺制备压电聚合物MEMS结构的装置及方法，该装置包含了注射系统、前驱液、直流高压电源、可编程三轴移动平台、A4打印纸等关键部件，结合了近场静电纺丝的在线压电极化作用及其对纤维沉积位置的精确控制能力。以压电聚合物材料配制前驱液，利用近场静电纺丝过程中的强电场作用与静电拉伸作用实现对纤维的在线压电极化；同时，以A4打印纸作为纤维收集器，通过可编程三维移动平台运动轨迹的重复，实现纤维的一致性重复堆叠，完成可控三维结构的“增材”制造。通过本发明可实现聚合物MEMS结构与压电功能化的一步化快速高效制造。
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公开(公告)号：CN110398536B
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN201910696430.4
申请日：2019-07-30
Applicant: 西安交通大学 , 西安交通大学苏州研究院
IPC: G01N29/02 , G01N29/036
Abstract: 本发明公开了一种多功能薄膜高灵敏度CMUTs气体传感器及其制备方法，本发明采用石墨烯、二硫化钼以及MXenes(二维过渡金属碳化物或氮化物)等同时具有高弹性模量、气体敏感性以及导电性的多功能材料作为CMUTs敏感元件，即单层悬空薄膜同时用作CMUTs振动薄膜、上电极以及敏感材料层，实现了振动薄膜、上电极以及敏感材料层等多层复合薄膜的一体化设计，可有效减小薄膜质量、提高单元一致性以及谐振频率，进而可实现CMUTs气体传感器检测极限及检测灵敏度等综合性能的大幅提高。
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公开(公告)号：CN110361445B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201910696445.0
申请日：2019-07-30
Applicant: 西安交通大学 , 西安交通大学苏州研究院
IPC: G01N29/02 , G01N29/036 , G01N27/12 , G01B11/00
Abstract: 本发明公开了一种多参数高选择性CMUTs气体传感器及其使用与制备方法，本发明采用SnO2、ZnO、Fe2O3、WO3等半导体金属氧化物，将其同时用作CMUTs上电极以及敏感识别材料，利用其吸附气体后同时引起薄膜质量及上电极电阻变化的特性，实现物理、化学性质相近或相似气体分子的高选择性敏感。薄膜质量的变化会引起CMUT谐振频率的变化；上电极电阻的变化会引起CMUT上下电极间交流电压幅值的变化，进而引起CMUT薄膜振动幅值的变化，通过谐振频率和薄膜振动位移幅值这两种输出参数的变化可实现气体分子的高选择性检测。此外，由于半导体氧化物敏感材料在温度调节下具有可重复使用性，因此本发明CMUT气体传感器除了具有高选择性外，还具有很好的重复性。
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